同轴结构载药敷料结合干细胞的诱导增强伤口愈合的研究

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目前,治疗慢性创面的临床策略有限,尤其是在止痛和伤口快速愈合方面。因此,迫切需要开发替代治疗方法。近年来研究电纺纳米纤维支架如何促进伤口愈合,以及如何利用静电纺丝技术制备多维、多孔、多功能的纳米纤维支架等技术,极大地促进了组织工程的发展。尤其电纺纳米纤维支架搭载多功能纳米材料技术极大地促进了伤口愈合敷料的发展。因此,将可控载药敷料与诱导干细胞分化相结合,以及纳米颗粒与聚合物之间的相互作用已引起人们极大的兴趣。本研究开发了一种定向即为具有取向性的核壳载药磁热响应型PCL/明胶-抗生素/Fe3O4多功能敷料。由于磁性纳米颗粒的磁热效应和弹性电纺纤维的收缩性能,纤维根据需要释放抗生素,以防止抗药性感染。Ⅳ型胶原酶通过达到最佳反应温度来催化明胶的降解,其目的还在于降低液体明胶的粘度,促进药物的释放。在牺牲明胶的情况下,支架的定向结构和内部空间位阻促进了干细胞分化和创面愈合。荧光免疫染色和RT-PCR检测出波形蛋白、血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、转化生长因子-β和THY1的高表达。Western blot也证实了(5/5,v/v)PCL/明胶支架与小鼠伤口孵育后Vimentin、胶原、CD34和CD31的高表达。因此,功能性纤维可以显著加快愈合过程。基于纳米颗粒的载药纤维支架在组织工程中的应用非常广泛,其中酸性金属纳米氧化物诱导的羟基磷灰石矿化在骨科替代物的研究和开发中引起了极大的兴趣。在该研究中,通过静电纺丝技术将纳米氧化钽(Ta2O5)和聚己内酯(PCL)混合,制备了PCL/Ta2O5纳米复合材料。该支架模拟了羟基磷灰石在模拟体液(SBF)中的矿化过程。然而,在矿化过程中,疏水性支架和酸性氧化物之间会发生化学反应,这被认为对支架的生物效应有重大影响。SEM、EDS、XRD、Mapping、FTIR、GPC、13CNMR和~1HNMR的结果解释了Ta2O5诱导羟基磷灰石矿化的原理以及复合支架变得较为模糊的原因,即PCL的羰基碳受到Ta2O5表面羟基的攻击,催化其开环聚合,一步合成PCL/Ta2O5纳米复合材料。为了准确探索该反应对该反应中生物大分子代谢的影响,该研究提供了一个详细的AgNPs-DMSA@TAT探针的合成路线。研究结果为酸性氧化物诱导羟基磷灰石的沉积及其对传统电纺纤维支架的影响提供了参考。最后,本文也详细的综述了伤口愈合的四个阶段,然后讨论了电纺丝技术的发展、静电纺丝设备涉及的技术和原理内容以及影响静电纺丝过程的潜在影响因素。最后,我们介绍了电纺纳米纤维促进伤口愈合的可能机制,常见的电纺聚合物的分类,有利于细胞在纤维支架的渗透和抗菌纤维支架,以及未来的多功能支架。尽管纳米纤维支架作为一种多功能生物材料已经取得了很大的进展,但要将其商业化以完全满足患者的需要仍然是一个主要的挑战。
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